Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

В настоящее время интенсивно изучается генетическое происхождение пандемического вируса 1918 года, вируса H1N1 (Shanta, Donald, 2009; Taubenberger, Morens, 2006). Гены этого вируса произошли от генов вируса птичьего гриппа, и большинство ученых считают, что вирус этот попал к людям непосредственно от птиц. Шоуп, выдающийся вирусолог того времени, заключил, что вирус этот затем перешел от людей к свиньям (1936). Свиной грипп был распознан после первой волны эпидемии среди людей весной 1918 года. По большей части первые жертвы пандемии заражались непосредственно от птиц (или свиней), и в течение этой первой волны вирус интенсивно адаптировался к новым хозяевам. Вирус появляется вновь через месяцы или, иногда, годы после первой эпидемии, вооруженный повышенной приспособленностью к людям, между которыми и начинает интенсивно циркулировать (Miller et al., 2009). Можно предположить, что это результат эволюционной адаптации посредством мутаций и, возможно, даже внутритипового перемещения генов между возникшими таксонами. Сегодня мы понимаем, что огромный запас генетического материала вирусов птичьего гриппа свободно перемешивается в дикой популяции птиц. Эти птицы являются его естественными хозяевами, и они часто инфицируются множеством подтипов одновременно. Вслед за птицами идут свиньи, которые, как считают, являются сосудом для перемешивания вирусов гриппа. Свиньи в высокой степени восприимчивы к инфекции, молекулы их клеточных рецепторов позволяют поддерживать инфицирование как птичьим, так и человеческим вирусом гриппа. Следовательно, свиньи являются кондукторами, посредством которых вирус гриппа может проникнуть в человеческую популяцию. Таким образом, есть своеобразная ирония в том, что та единственная пандемия 1918 года, вызванная вирусом H1N1 птичьего происхождения, стала основательницей того, что мы сейчас называем «классическим» свиным гриппом. Вирус H1N1 продолжал циркулировать в человеческих популяциях в течение почти сорока лет, после чего его сменил вирус H2N2, вирус с перемешанным геномом, вызвавший пандемию 1957 года (Kilbourne, 2006; Morens, Taubenberger, Fauci, 2009). В свою очередь H2N2 уступил место гонконгскому гриппу, вирусу H3N2, который вызвал последнюю пандемию двадцатого века, пандемию 1968 года (Kilbourne, 2006; Morens, Taubenberger, Fauci, 2009). Как я уже упоминал выше, вирус H3N2 был объектом интенсивного изучения с тех пор, как он появился более сорока пяти лет назад, и он до сих пор остается одним из вирусов, вызывающих сезонные локальные эпидемии.

В 2009 году, когда выступил со своим дебютом вирус S-OIV H1N1, мир был захвачен врасплох. Штаммы, выбранные для изготовления вакцины, нацеленной на штаммы гриппа A, преобладали в 2008 году, и ожидалось, что они будут циркулировать и в следующем году: штаммы H3N2 и H1N1. Здесь наша история делает небольшой поворот. После того как пандемический штамм H2N2 в 1957 году сменил штамм H1N1, этот последний вообще исчез из сезонных эпидемий. Примечательно, что он появился еще раз только в 1977 году (Kilbourne, 2006). К удивлению вирусологов, вновь появившийся вирус H1N1 был генетически неотличим от вируса, который скрылся из виду в 1957 году (Nakajima, Desselberger, Palese, 1978; Scholtissek, von Hoyningen, Rott, 1978). Если бы этот вирус все время своего отсутствия циркулировал бы в резервуаре такого вида, как свинья, то в его геноме накопились бы мутации. Отсутствие генетической дивергенции может породить только одну гипотезу: в течение прошедших двадцати лет вирус был «заморожен». Сегодня считают, что вирус мог попасть в человеческую популяцию случайно незадолго до 1977 года в результате ошибки при клинических испытаниях вакцины (Rozo, Gronvall, 2015). Его повторное появления в 1977 году привело к эпидемии, поразившей в основном детей и молодых взрослых. Люди более старшего возраста в большинстве случаев сталкивались в прошлом с вирусом штамма H1N1, те же, кто родился после исчезновения этого вируса, оказались восприимчивыми к инфекции.

Вирус H1N1, прямой потомок вируса испанки 1918 года, продолжал циркулировать и после этого, сосуществуя с вирусом H3N1, с теми или иными штаммами, доминировавшими в сезонных эпидемиях вплоть до 2008 года. Конечно, этот современный H1N1 находился в непрерывной циркуляции в течение семидесяти лет (между 1918–1957 годами и 1977–2008 годами). Учитывая давление отбора со стороны иммунной системы человека, поверхностные белки весьма существенно изменились благодаря антигенному дрейфу. Здесь действовали те же самые молекулярные механизмы, которые мы детально обсуждали в разделе об эволюции антигенов H3N2 за 45 лет, в течение которых H3N2 циркулировал в популяции, вызывая сезонные эпидемические вспышки.